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Als Kompensation bezeichnet man in der Uhrmacherei eine spezielle Konstruktion oder Materialauswahl zum Ausgleich störender Umwelteinflüsse auf den Gang einer Uhr. Kompensationspendel gleichen die Längenänderungen eines Pendels aufgrund von Temperaturschwankungen aus. Allen Kompensationspendeln gemein ist, dass zwei unterschiedliche Materialien mit unterschiedlichem Ausdehnungskoeffizienten gegeneinander arbeiten, um die Pendellinse an ihrer einregulierten Position zu halten. Man spricht von der Kompensation, dem Ausgleichen der Längenänderungen.
Kompensationsarten
Ziel einer Kompensation ist, einen möglichst konstanten Uhrgang zu erreichen, der dann durch Feinregulierung der Pendellänge bzw. der Federspannung ausgeglichen werden kann. Bei Pendeluhren wird zwischen Temperatur- und Luftdruckkompensation unterschieden; bei Uhren mit Unruh unterscheidet man zwischen Temperatur- und Lagenkompensation.
Temperaturkompensation bei Pendeluhren
Die Wärmeausdehnung der Pendelstange macht die Uhr mit steigender Temperatur langsamer. Ein Teil des Effekts wird kompensiert durch die Abnahme der Dichte der Luft und damit des Auftriebs des Pendelkörpers. Der restliche Effekt kann durch Materialien mit geringen Ausdehnungskoeffizienten vermindert werden.
Luftdruckkompensation bei Pendeluhren
Mit erhöhtem Luftdruck erhöht sich die Dichte der Luft. Dies verstärkt den statischen Auftrieb eines Pendel-Gewichts. Dadurch verlängert sich die Periode des Pendels. -
Außerdem kann die erhöhte Dichte den Luftwiderstand des Pendels erhöhen und damit seine Dämpfung verstärken. Auch dies führt zu einer längeren Periode. Nach wenig befriedigenden Kompensationsversuchen mit Quecksilber- und Heberbarometern entwickelte auf Anraten des Astronomen Professor Wanach Ende des 19. Jahrhunderts die Firma Clemens Riefler in Nesselwang und München eine Luftdruckkompensation durch Aneroiddosen, wie sie auch in Dosenbarometern und Höhenmessern Verwendung finden. Die Anordnung der Aneroiddosenkompensation besteht aus mehreren in Serie geschalteten Dosen, die mit einem Auflagegewicht belastet sind.
Temperaturkompensation bei Uhren mit Unruh
Um 1765 entdeckte Pierre Le Roy (1717–1785), dass zur Kompensation von Temperaturschwankungen der Unruhreif mit justierbaren Masseschrauben versehen werden kann. Eine solche Kompensationsunruh oder auch Schraubenunruh besitzt Stellschrauben zur Veränderung der Frequenz und des Schwerpunktes der Unruh.
Lagekompensation bei Uhren mit Unruh
Kleinuhren erfahren meistens unterschiedliche Lagen, wodurch unterschiedliche Gravitationskräfte auf die beweglichen Teile einer Uhr einwirken. Das Tourbillon ist ein Mechanismus zur Minderung des Lagefehlers durch ständiges Rotieren von Hemmung und Unruh, wie z. B. in zwei Raumdimensionen beim Tourbillon, beim Orbital Tourbillon oder beim Karussell (frz. caroussel).